JP4249986B2 - Printing paper - Google Patents
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Description
本発明は、塗工印刷用紙に関するものであり、塗工印刷用紙は機械パルプを含み、その不透明度は少なくとも89 %、白色度は少なくとも65 %、表面粗さは、4.5 μmを越えることはない。 The present invention relates to coated printing paper, the coated printing paper comprising mechanical pulp, the opacity of which is at least 89%, the whiteness is at least 65%, and the surface roughness does not exceed 4.5 μm. .
機械パルプを含み、その不透明度が少なくとも89 %、白色度が少なくとも65 %、表面粗さが、4.5 μmを越えることがない公知の塗工印刷用紙には、たとえば、マシン仕上げコーテッドペーパ(MFCペーパ)、フィルム塗工オフセット用紙(FCO用紙)、LWCペーパ、および重量塗工紙(HWC紙)が含まれる。 Known coated printing papers that contain mechanical pulp and have an opacity of at least 89%, a whiteness of at least 65%, and a surface roughness of no more than 4.5 μm include, for example, machine finish coated paper (MFC paper). ), Film coated offset paper (FCO paper), LWC paper, and heavy weight coated paper (HWC paper).
MFCペーパは、紙面当りの塗工量が5〜10 g/m2であり雑誌、カタログ、本、および商業印刷物に用いられるコーテッドペーパを指す。MFCペーパの坪量は、48〜80 g/m2の範囲で変わる。この紙の繊維量のうち、60〜80 %は機械パルプであり、15〜40 %は化学パルプである。このコーテッドペーパの填料の総量は20〜30 重量％である。MFCペーパは、塗工量が通常、紙面当り2〜5 g/m2であるMFPペーパを含む場合もある。 MFC paper refers to coated paper that has a coating weight of 5-10 g / m 2 per page and is used in magazines, catalogs, books, and commercial prints. The basis weight of MFC paper varies in the range of 48~80 g / m 2. Of the fiber content of this paper, 60-80% is mechanical pulp and 15-40% is chemical pulp. The total amount of filler in this coated paper is 20-30% by weight. MFC paper may also include MFP paper, which typically has a coating weight of 2-5 g / m 2 per paper surface.
LWCペーパは、塗工量が紙面当り5〜12 g/m2であり雑誌、カタログ、折込み、および商業印刷物に用いられるコーテッドペーパを指す。LWCペーパの坪量は、35〜80 g/m2の範囲で変わる。この紙の繊維量のうち、50〜70 %は機械パルプであり、30〜50%は化学パルプである。非塗工原紙では、填料の量は原紙の総重量の4〜10 %である。コーテッドペーパの填料の総量は24〜36 重量％である。 LWC paper refers to coated paper that has a coating weight of 5-12 g / m 2 per page and is used in magazines, catalogs, inserts, and commercial prints. The basis weight of LWC paper varies in the range of 35~80 g / m 2. Of the fiber content of this paper, 50-70% is mechanical pulp and 30-50% is chemical pulp. For uncoated base paper, the amount of filler is 4-10% of the total weight of the base paper. The total amount of coated paper filler is 24-36% by weight.
HWC紙とは、塗工量がかなり多いコーテッドペーパを指す。FCO用紙とは、フィルムコーティングされたコーテッドペーパを指す。 HWC paper refers to coated paper with a significant amount of coating. FCO paper refers to film-coated coated paper.
上記の紙の等級は、所望の性質を達成するためには化学パルプの量を多くしなければならないという問題を有する。本発明による印刷用紙は、従来技術のコーテッドペーパに取って代わる代替品を提供するとともに、紙の特性を改善する。 The paper grades described above have the problem that the amount of chemical pulp must be increased to achieve the desired properties. The printing paper according to the present invention provides an alternative to the prior art coated paper and improves the properties of the paper.
本発明による塗工印刷用紙は、紙の全繊維量のうち少なくとも90 重量％の機械パルプを含むことを特徴とする。本発明による塗工印刷用紙は、化学パルプをほとんどもしくは全く使用しないときに達成される優れた不透明度を持つ。本発明による印刷用紙は、同じ目的に使用される他の印刷用紙よりも堅い。この印刷用紙は嵩が比較的大きい。カレンダ掛けにより所望の嵩を左右することができ、大変優れた紙の印刷適性が実現できる。化学パルプの量が少ない、もしくは無いため、製造コストは低い。 The coated printing paper according to the invention is characterized in that it contains at least 90% by weight of mechanical pulp out of the total fiber content of the paper. The coated printing paper according to the present invention has excellent opacity achieved when little or no chemical pulp is used. The printing paper according to the invention is stiffer than other printing papers used for the same purpose. This printing paper is relatively bulky. The desired bulk can be influenced by calendaring, and a very good paper printability can be realized. The production cost is low because the amount of chemical pulp is small or absent.
本発明による塗工印刷用紙は、上記の紙の等級、とくに、LWCおよびMFCペーパに取って代わることを意図しており、これらのペーパは、不透明度が少なくとも89 %、白色度が少なくとも65 %、好ましくは少なくとも70 %。そして表面粗さは4.5 μmを越えることはなく、好ましくは3.0 μmを越えることはない。通常、必要な白色度の値は少なくとも70 %であり、表面粗さの値は3.0 μmを越えることはないが、いくつかの折込み用の等級では、許容される白色度および表面粗さの値は、それぞれ少なくとも65 %、および4.5 μmを越えることはない。折込みとは、たとえば、特別な新聞、新聞の付録、チラシを指す。参照したこれらの数値は、以下の試験法により得られたものである。
- 不透明度 SCAN-P 8:93
- 白色度 SCAN-P 3:93
- 表面粗さ SCAN-P 76:95
機械パルプの量が多い紙は、化学パルプをより多く含む対応する紙よりも引裂き抵抗が、より小さいであろう。引裂き抵抗は、紙をコーティングすることによりさらに低下するであろう。通常の想定によれば、このことは、機械での紙の走行性とかなり関係があるべきであるが、意外にも、このことは、紙の走行性に影響しなかった。
The coated printing paper according to the invention is intended to replace the paper grades mentioned above, in particular LWC and MFC paper, which have at least 89% opacity and at least 65% whiteness. , Preferably at least 70%. And the surface roughness does not exceed 4.5 μm, and preferably does not exceed 3.0 μm. Usually the required whiteness value is at least 70% and the surface roughness value does not exceed 3.0 μm, but for some folding grades, acceptable whiteness and surface roughness values Will not exceed at least 65% and 4.5 μm, respectively. Folds refer to, for example, special newspapers, newspaper appendices, and flyers. These numerical values referred to were obtained by the following test method.
-Opacity SCAN-P 8:93
-Whiteness SCAN-P 3:93
-Surface roughness SCAN-P 76:95
Paper with a high amount of mechanical pulp will have a lower tear resistance than the corresponding paper with more chemical pulp. The tear resistance will be further reduced by coating the paper. According to normal assumptions, this should be fairly related to the paper runnability on the machine, but surprisingly this did not affect the paper runnability.
本発明による印刷用紙では、使用される機械パルプは、有利には、以下の本明細書で述べるように製造される特別なサーモメカニカルパルプ (TMP)である。特別なサーモメカニカルパルプを用いると、たとえば、紙の破壊エネルギー、引張強さおよび伸びについて良い値が得られる。紙の製造工程でのその目的は、紙の特性を損なわせるような部分を新しい構造で置き換えることである。たとえば、抄紙機のプレスセクションで、走行中、紙ウェブを支持し、紙の伸び特性を良好に維持する。なぜならば、ウェブが走行中支持されていないときに必要なウェブへの強い走行時張力を使用する必要が無いからである。 In the printing paper according to the invention, the mechanical pulp used is advantageously a special thermomechanical pulp (TMP) produced as described herein below. With special thermomechanical pulp, good values are obtained, for example, for paper breaking energy, tensile strength and elongation. Its purpose in the paper manufacturing process is to replace parts that impair the properties of the paper with new structures. For example, in the press section of a paper machine, the paper web is supported during travel and the paper stretch properties are maintained well. This is because it is not necessary to use the strong travel tension on the web that is required when the web is not supported during travel.
紙の化学パルプの量は、大変低いもしくは無いにもかかわらず、本発明による塗工印刷用紙では、大変優れた特性が達成される。塗工印刷用紙は、紙の全繊維量のうち10 重量%を越えない化学パルプを含んでもよい。有利には、塗工印刷用紙は、紙の全繊維量のうち5 重量％を越えない化学パルプを含んでもよい。そして、印刷用紙の全繊維量が機械パルプであることが好ましい。 Even though the amount of chemical pulp in the paper is very low or absent, very good properties are achieved with the coated printing paper according to the invention. The coated printing paper may contain chemical pulp that does not exceed 10% by weight of the total fiber content of the paper. Advantageously, the coated printing paper may contain chemical pulp that does not exceed 5% by weight of the total fiber content of the paper. And it is preferable that the total fiber amount of printing paper is a mechanical pulp.
塗工印刷用紙の製造に使用する機械パルプは、好ましくはリファイナメカニカルパルプ、たとえばサーモメカニカルパルプ(TMP)である。サーモメカニカルパルプはリファイニングおよび精製され、サーモメカニカルパルプは、非常に結合可能があり、かつ非常に強いパルプになる。典型的には、サーモメカニカルパルプは、長い繊維および微細繊維の量が比較的多いが、中間の大きさの繊維の量が通常よりも少ない。しかし、繊維の分布は、上記の典型的な分布と異なってもよく、繊維製造方法により、結合可能で強いパルプがさらに達成可能である。 The mechanical pulp used for the production of the coated printing paper is preferably a refiner mechanical pulp, for example a thermomechanical pulp (TMP). Thermomechanical pulp is refined and refined, and thermomechanical pulp is very bindable and becomes very strong pulp. Typically, thermomechanical pulp has a relatively large amount of long and fine fibers, but a smaller amount of intermediate sized fibers. However, the fiber distribution may be different from the typical distribution described above, and fiber manufacturing methods can further achieve a bondable and strong pulp.
長繊維の割合が高い機械繊維パルプを製造するために、繊維状パルプを製造するための方法を利用することができる。本明細書では、機械パルプとは、木材チップなどの木材原料から叩解により製造される繊維パルプを指す。叩解に関して、木材原料および／または繊維パルプは熱処理に掛けられ、熱処理は、サーモメカニカルパルプを製造するための工程である。熱処理に加えて、木材原料を、叩解前に薬品で処理してもよく、これは、ケミサーモメカニカルパルプを製造する工程である。 In order to produce mechanical fiber pulp with a high proportion of long fibers, a method for producing fibrous pulp can be utilized. In this specification, mechanical pulp refers to fiber pulp produced by beating from a wood raw material such as wood chips. For beating, the wood raw material and / or fiber pulp is subjected to a heat treatment, which is a process for producing thermomechanical pulp. In addition to heat treatment, the wood raw material may be treated with chemicals before beating, which is the process of producing chemisermomechanical pulp.
この方法により、必要ならば、従来使用されていた方法による場合よりも平均繊維長を約10 %長くすることが可能である。これは、繊維パルプ中の短繊維の量が以前とほぼ同じである典型的な方法であるが、中間サイズの繊維の量は減少しており、長繊維の相対的な量は増加している。しかし、繊維長とその分布は、確定した要因であるとは限らず、工程を制御することにより、この方法を用いて、高い強度と結合可能性を特徴とするさまざまな繊維分布を作り出すことができる。意外なことに、このような繊維パルプを用いて、地合いが優れ、印刷用紙に対する高い要求を満たす特性を有する紙を作ることができる。従来、長い平均繊維長と、地合いが優れた繊維パルプを１つの製品で達成することは困難であった。なぜならば、繊維をリファイニングして微細繊維にすると同時に、比較的長い繊維長を保持することは知られていなかったからである。 さらに本発明による繊維パルプの製造方法では、エネルギー消費が、同じろ水度レベルを目標とした従来技術の方法におけるよりも低い。できた繊維パルプのろ水度値は、30〜70 ml CSFである。本明細書では、ろ水度値は、ml CSF単位のカナダ標準ろ水度値を指す。ろ水度値は、パルプの叩解の程度を示すために使用することができる。従来技術によると、ろ水度値と繊維の比表面積との間には、以下の相関がある。
A = -3.03 ln (CSF) + 21.3、ここで、A = パルプの全比表面積 (単位 m2/g)。
By this method, if necessary, the average fiber length can be increased by about 10% compared to the conventional method. This is a typical method where the amount of short fibers in the fiber pulp is about the same as before, but the amount of medium size fibers is decreasing and the relative amount of long fibers is increasing. . However, fiber length and its distribution are not always determinative factors, and by controlling the process, this method can be used to create various fiber distributions characterized by high strength and bondability. it can. Surprisingly, such fiber pulp can be used to make paper with excellent texture and properties that meet high demands on printing paper. Conventionally, it has been difficult to achieve a long average fiber length and a fiber pulp excellent in texture with one product. This is because it has not been known to refin the fibers into fine fibers and at the same time maintain a relatively long fiber length. Furthermore, in the method for producing fiber pulp according to the invention, energy consumption is lower than in prior art methods targeting the same freeness level. The freeness value of the resulting fiber pulp is 30-70 ml CSF. As used herein, freeness values refer to Canadian standard freeness values in ml CSF units. The freeness value can be used to indicate the degree of beating of the pulp. According to the prior art, there is the following correlation between the freeness value and the specific surface area of the fiber.
A = -3.03 ln (CSF) + 21.3, where A = total specific surface area of the pulp (unit m 2 / g).
上記の式によると、ろ水度値が減少するにつれて、パルプの全比表面積が増加する。すなわち、ろ水度値は、叩解の程度を明確に示す。なぜならば、微細繊維の量が増えるにつれて、繊維の比表面積が増えるからである。 According to the above formula, the total specific surface area of the pulp increases as the freeness value decreases. That is, the freeness value clearly indicates the degree of beating. This is because the specific surface area of the fibers increases as the amount of fine fibers increases.
適切な原材料として上げられる本明細書で使用する木材種は、トウヒ属(トウヒ属、いくつかのさまざまな種)、ヨーロッパモミ(モミ属、いくつかのさまざまな種)、マツ属(ヨーロッパアカマツ)、およびサザンパイン(マツ属、いくつかのさまざまな種)である。木材原料から作られた繊維パルプは、少なくとも２つの異なる木材原料から得られた繊維パルプ、および／または、少なくとも２つの異なる方法により作られた繊維パルプを含むことができ、これらは、適切な製造段階で一緒に混合される。 Wood species used herein as suitable raw materials include Spruce (Spruce, several different species), European fir (Fir, several different species), Pine (European red pine) , And Southern pine (Pinus sp., Several different species). Fiber pulp made from wood raw materials can include fiber pulp obtained from at least two different wood raw materials and / or fiber pulp made by at least two different methods, which are suitable for production Mixed together in stages.
繊維パルプの製造は、適切な木材原料の主要な叩解段階と、これに続く叩解および精製段階とを含む。いわゆる主要な叩解、すなわち叩解工程の第１段階は、165〜175℃の高温と、600〜700 kPa (6〜7 bar)の高圧で短時間行われ、大部分の繊維パルプは比較的粗いままである。高圧リファイナに供給される原料の平均滞留時間は５〜10秒にすぎない。叩解中の温度は、飽和蒸気の圧力により決まる。 The production of fiber pulp includes a major beating stage of a suitable wood raw material, followed by a beating and refining stage. The so-called main beating, ie the first stage of the beating process, is carried out for a short time at a high temperature of 165 to 175 ° C. and a high pressure of 600 to 700 kPa (6 to 7 bar), and most of the fiber pulp is relatively rough. It is up to. The average residence time of the raw material supplied to the high-pressure refiner is only 5 to 10 seconds. The temperature during beating is determined by the pressure of the saturated steam.
１次叩解段階では、１段叩解のみを用いることが好ましい。しかし、同じ段階で、いくつかのリファイナが並行してあってもよい。１次叩解段階後、繊維パルプのろ水度値は250〜700 ml CSFである。１次叩解段階後、繊維パルプは精製されて、１次精製繊維パルプ等級と１次リジェクト繊維パルプ等級になる。繊維パルプを１次精製繊維パルプ等級と１次リジェクト繊維パルプ等級に精製した後、さまざまな方法により工程が行われる。たとえば、
- １次リジェクト繊維パルプ等級の１段処理、ここでは、リジェクト繊維パルプを１段でリファイニングして精製する。精製繊維パルプ等級は、各精製段階後、工程から除去される、および／または精製繊維パルプ等級は再精製される、もしくは、
- １次リジェクト繊維パルプ等級の２段処理、ここでは、リジェクト繊維パルプを２段でリファイニングして精製する。精製繊維パルプ等級は、各精製段階後、工程から除去される、および／または精製繊維パルプ等級は再精製される、もしくは、
- １次リジェクト繊維パルプ等級の３段処理、ここでは、リジェクト繊維パルプを３段でリファイニングして精製する。精製繊維パルプ等級は、各精製段階後、工程から除去される、もしくは、
- ２段もしくは３段のリジェクト繊維パルプ前方結合処理、これは、次のような処理をさす。リジェクト繊維パルプを最初に２段もしくは３段で処理し、各精製段階後、精製繊維パルプ等級を工程から除去し、最後に残ったリジェクト繊維パルプ等級を、たとえば低濃度リファイナ叩解し、低濃度リファイナで処理されたすべての繊維パルプを工程から除去する。
In the primary beating stage, it is preferable to use only the first stage beating. However, there may be several refiners in parallel at the same stage. After the primary beating stage, the freeness value of the fiber pulp is 250-700 ml CSF. After the primary beating stage, the fiber pulp is refined to primary refined fiber pulp grade and primary reject fiber pulp grade. After the fiber pulp has been refined to primary refined fiber pulp grade and primary reject fiber pulp grade, the process can be carried out in various ways. For example,
-1st stage treatment of primary reject fiber pulp grade, where the reject fiber pulp is refined by refining in 1 stage. The refined fiber pulp grade is removed from the process after each refinement step, and / or the refined fiber pulp grade is re-refined, or
-Two-stage treatment of primary reject fiber pulp grade, where the reject fiber pulp is refined by refining in two stages. The refined fiber pulp grade is removed from the process after each refinement step, and / or the refined fiber pulp grade is re-refined, or
-Three-stage treatment of primary reject fiber pulp grade, where the reject fiber pulp is refined and refined in three stages. The refined fiber pulp grade is removed from the process after each refinement step, or
-Two-stage or three-stage reject fiber pulp forward binding process, which refers to the following process. The reject fiber pulp is first treated in two or three stages, and after each refining stage, the refined fiber pulp grade is removed from the process, and the last remaining reject fiber pulp grade is beaten, for example, by a low concentration refiner and a low concentration refiner. All fiber pulp treated with is removed from the process.
上記の選択肢において、各段階は、１つのリファイナと１つのスクリーンを交互に含む。この実施例は以下に詳細に述べる。この工程のさまざまな段階で得られた精製繊維パルプ等級を、互いに組み合わせて混合し、好ましくは過酸化物漂白で漂白し、抄紙機での製紙用原料として使用する。繊維パルプの製造装置は、いくつかの製造ラインを並行に含んでもよい。得られた精製繊維パルプ等級は互いに組み合わせる。 In the above options, each stage includes one refiner and one screen alternately. This embodiment is described in detail below. Refined fiber pulp grades obtained at various stages of the process are combined and mixed together, preferably bleached with peroxide bleaching, and used as a papermaking raw material on a paper machine. The fiber pulp production apparatus may include several production lines in parallel. The resulting refined fiber pulp grades are combined with each other.
繊維パルプ製造工程から得られた繊維パルプは、抄紙機での使用へと導く。製紙工程の原理は、それ自体では公知である。しかし、強さが弱い濡れた紙を、走行性に影響を与えずに製造できるように、製紙ラインに修正を加える。すなわち新しい装置の目的はウェブの紙切れを避けることである。製紙中に抄紙機に用いられる走行速度は、1300 m/分より速く、有利には1500 m/分より速く、好ましくは2000 m/分より速い。 The fiber pulp obtained from the fiber pulp manufacturing process leads to use in a paper machine. The principle of the papermaking process is known per se. However, the papermaking line is modified so that wet paper with low strength can be produced without affecting the running performance. In other words, the purpose of the new device is to avoid web breaks. The running speed used for the paper machine during papermaking is faster than 1300 m / min, advantageously faster than 1500 m / min, preferably faster than 2000 m / min.
抄紙機のプレスセクションでは、ウェブは、クローズドトランスファされる。これは、ウェブがプレスセクションを走行中支持されるということを意味する。これは、たとえばウェブの伸び特性によい影響を与える。したがって、ウェブの張力を、ウェブが走行中支持されていないときのように強くする必要が無い。抄紙機のプレスセクションは、たとえば、Opti-Press (商標、Metso Paper, Inc., フィンランド)とすることができる。 In the press section of the paper machine, the web is closed transferred. This means that the web is supported while traveling in the press section. This has a positive effect on the stretch properties of the web, for example. Therefore, it is not necessary to increase the tension of the web as when the web is not supported during travel. The press section of the paper machine can be, for example, Opti-Press (Trademark, Metso Paper, Inc., Finland).
紙は、フィルムコーティングなどの適切なコーティング方法により塗工する。コーティングは、カオリンおよび／または炭酸カルシウムを含むことが好ましい。使用する塗工量は、好ましくは、紙面当り3〜9 g/m2である。 The paper is applied by a suitable coating method such as film coating. The coating preferably comprises kaolin and / or calcium carbonate. The coating amount used is preferably 3 to 9 g / m 2 per paper surface.
紙は、多ニップカレンダにおいて、適切なニップ圧でカレンダ掛けする。多ニップカレンダは、たとえば、OptiLoad (商標、Metso Paper, Inc., フィンランド)とすることができる。 The paper is calendered at an appropriate nip pressure in a multi-nip calender. The multi-nip calendar can be, for example, OptiLoad (Trademark, Metso Paper, Inc., Finland).
繊維パルプの製造を、図１〜図５を参照して、さらに詳細に述べる。 The production of fiber pulp is described in further detail with reference to FIGS.
図１の工程に木材チップを供給する前に、木材チップを、圧力下で高温蒸気中で前処理する。これにより木材チップは軟化する。前処理時の圧力は、好ましくは50〜800 kPaである。木材チップの前処理のために薬品、たとえば亜硫酸ナトリウム処理などの、アルカリ過酸化物または亜硫酸塩処理を使用することもできる。リファイナの前に、通常、サイクロンなどの蒸気分離用装置もある。 Prior to supplying wood chips to the process of FIG. 1, the wood chips are pretreated in high temperature steam under pressure. This softens the wood chip. The pressure during pretreatment is preferably 50 to 800 kPa. It is also possible to use an alkaline peroxide or sulfite treatment, such as a sodium sulfite treatment, for the pretreatment of wood chips. Before the refiner, there is usually a vapor separation device such as a cyclone.
図１の工程では、木材チップは、40〜60 %の濃度、たとえば約50 %でリファイナ１に供給される。リファイナ１は、ろ水度値が250〜700 ml CSFの繊維パルプを生成する。トウヒ属 (ヨーロッパトウヒ)を原料として使用すると、リファイナ１後の平均繊維長は少なくとも2.0 mmである。リファイナ１で用いる圧力は高く、400 kPaより高い超過圧力 (４ barより高い超過圧力)であり、好ましくは600〜700 kPaである。超過圧力とは、標準気圧と比較した超過圧力を指す。リファイナ１は、コーン型もしくはディスク型リファイナとすることができ、好ましくは、それはコーン型リファイナである。コーン型リファイナを用いると、ディスク型リファイナを用いるよりも長い繊維を得ることができる。リファイナ１でのエネルギー消費は0.4〜1.2 MWh/tである。 In the process of FIG. 1, wood chips are fed to the refiner 1 at a concentration of 40-60%, for example about 50%. Refiner 1 produces fiber pulp with a freeness value of 250-700 ml CSF. When Spruce (Europe spruce) is used as a raw material, the average fiber length after refiner 1 is at least 2.0 mm. The pressure used in the refiner 1 is high, an overpressure higher than 400 kPa (overpressure higher than 4 bar), preferably 600 to 700 kPa. Overpressure refers to overpressure compared to standard pressure. The refiner 1 can be a cone type or a disk type refiner, preferably it is a cone type refiner. Longer fibers can be obtained with a cone type refiner than with a disk type refiner. The energy consumption in the refiner 1 is 0.4 to 1.2 MWh / t.
繊維パルプは、レーテンシィコンテナ２を介してスクリーン３に供給される。レーテンシィコンテナ２では、叩解中にカールした繊維を、熱水中に約１時間保持して、真っ直ぐにする。レーテンシィコンテナ２の濃度1〜5 %である。
The fiber pulp is supplied to the
スクリーン３は、20〜50 ml CSFのろ水度値を有する１次精製繊維パルプ等級 A1を生成する。全繊維パルプのうち、60〜90 %、好ましくは約80 %が１次リジェクト繊維パルプ等級 R1へ送られる。脱水後、１次リジェクト繊維パルプ等級 R1は、30〜60 %の濃度、好ましくは約50 %で、リファイナ４へ供給され、さらに、1〜5 %の濃度でスクリーン５へ送られる。リファイナ４でのエネルギー消費は0.5〜1.8 MWh/tである。
リファイナ５は、２次精製繊維パルプ等級 A2と、２次リジェクト繊維パルプ等級 R2を生成し、スクリーン５で精製された前段階のリジェクト繊維パルプ等級 R1の60〜80 %を含む。２次リジェクト繊維パルプ等級 R2は、30〜60 %の濃度で、好ましくは50 %で、リファイナ６へ導かれ、1〜5 %の濃度でスクリーン７へ導かれる。スクリーン７は、３次精製繊維パルプ等級 A3と３次リジェクト繊維パルプ等級 R3を生成し、パルプ等級 R3は、リファイナ６の供給物へ戻される。このリファイナのエネルギー消費は0.5〜1.8 MWh/tである。精製繊維パルプ等級 A1、A2およびA3を組み合わせて得られる全繊維パルプは、30〜70 ml CSFのろ水度を有する。
図１の工程に関する上述のエネルギー消費値は、木材チップが薬品で処理されていないときの、すなわちパルプがサーモメカニカルパルプであるときのエネルギー消費に相当する。 The above-mentioned energy consumption values for the process of FIG. 1 correspond to the energy consumption when the wood chips are not treated with chemicals, i.e. when the pulp is a thermomechanical pulp.
リファイナ４および６の圧力は高くてもよく、少なくとも400 kPa より高く(4 barより高く)、好ましくは600〜700 kPa (6〜7 bar)であるか、もしくは、圧力は、標準の高さ、すなわち最大で400 kPa、好ましくは300〜400 kPaとすることができる。
The pressure in the
高濃度を達成するように、工程から多くの水を除去するために使用できるスクリュプレスもしくは同等の装置により、リファイナの前に脱水を行い、30〜60 %の濃度、好ましくは約50 %を達成する。一方、精製前の繊維パルプの希釈は、目的に適したポンプにより、水を工程に入れることにより行われる。 Dehydration prior to refiner with a screw press or equivalent equipment that can be used to remove a lot of water from the process to achieve high concentrations, achieving a concentration of 30-60%, preferably about 50% To do. On the other hand, dilution of the fiber pulp before refining is performed by putting water into the process with a pump suitable for the purpose.
繊維パルプは公知の方法により精製される。スクリーンでは、たとえばスロットスクリーンを使うことができる。このスクリーンは、スクリーニングの状況と所望の最終結果の観点から適切に選択される0.10〜0.20 mmのスロットの大きさとプロファイル高さを有する。いくつかの精製段階を含む工程では、スクリーンのスロットの大きさは、通常、工程の終わりに向かって大きくする。スクリーンの特性は、たとえば正常でない状況において妨害されないように選択しなければならない。正常でない状況とは、たとえば工程を開始するときである。スロットスクリーンを使用するときの濃度は、通常1〜5 %である。 The fiber pulp is refined by a known method. For example, a slot screen can be used as the screen. This screen has a slot size and profile height of 0.10-0.20 mm that is appropriately selected in terms of the screening situation and the desired end result. In processes that include several purification steps, the size of the screen slot is usually increased towards the end of the process. The screen characteristics must be chosen so that they are not disturbed, for example in an abnormal situation. An abnormal situation is when, for example, a process is started. The concentration when using a slot screen is usually 1-5%.
繊維パルプを精製する１つのものは、渦流式クリーナである。これを使用するときは、濃度は、スロットスクリーンを使用するときよりも低く調整しなければならない。渦流式クリーナを使用するとき、濃度は好ましくは約0.5%である。 One thing that refines fiber pulp is a vortex cleaner. When using this, the density must be adjusted lower than when using a slot screen. When using a vortex cleaner, the concentration is preferably about 0.5%.
Bauer-McNett法で測定すると、精製繊維パルプ 等級 A1 , A2およびA3を組み合わせて混合して得られた完成した繊維パルプの繊維分布は、通常、以下の通りである。
繊維の40-50 %は、スロットの大きさが16メッシュおよび28メッシュであるスクリーンを通過しない、
繊維の15-20 %は、スロットの大きさが16メッシュおよび28メッシュのスクリーンを通過するが、スロットの大きさが48メッシュおよび200メッシュであるスクリーンを通過しない、そして、
繊維の35-40 %は、スロットの大きさが48メッシュおよび200メッシュのスクリーンを通過する。すなわち、この繊維は、使用したすべてのスクリーン(200メッシュまで)を通過する。
When measured by the Bauer-McNett method, the fiber distribution of the finished fiber pulp obtained by mixing and combining the refined fiber pulp grades A1, A2 and A3 is usually as follows.
40-50% of the fiber does not pass through a screen with slot sizes of 16 mesh and 28 mesh,
15-20% of the fibers, the size of the slot passes through the screen of 16 mesh and 28 mesh, the size of the slot does not pass through the screen is 48 mesh and 200 mesh, and,
35-40% of the fiber passes through screens with slot sizes of 48 mesh and 200 mesh. That is, the fiber passes through all screens used (up to 200 mesh).
16メッシュスクリーンに残っている繊維の平均繊維長は2.75 mmであり、28メッシュスクリーンに残っている繊維の平均繊維長は2.0 mmであり、48メッシュスクリーンに残っている繊維の平均繊維長は1.23 mmであり、200メッシュスクリーンに残っている繊維の平均繊維長は0.35 mmである。 (出典: J. Tasman: The Fiber Length of Bauer-McNett Screen Fractions, TAPPI, Vol. 55, No. 1 (January 1 972))
したがって、得られた繊維パルプは、繊維の40〜50 %で平均繊維長が2.0 mmより長く、繊維の15〜20 %で平均繊維長が0.35 mmより長く、繊維の35〜40 %で平均繊維長が0.35 mmより短い。しかし、繊維分布は、上述のものと異なってもよい。
The average fiber length of the fibers remaining on the 16 mesh screen is 2.75 mm, the average fiber length of the fibers remaining on the 28 mesh screen is 2.0 mm, and the average fiber length of the fibers remaining on the 48 mesh screen is 1.23 The average fiber length of the fibers remaining on the 200 mesh screen is 0.35 mm. (Source: J. Tasman: The Fiber Length of Bauer-McNett Screen Fractions, TAPPI, Vol. 55, No. 1 (January 1 972))
Thus, the obtained fiber pulp has an average fiber length of more than 2.0 mm in 40-50% of the fibers, an average fiber length of more than 0.35 mm in 15-20% of the fibers, and an average fiber in 35-40% of the fibers. The length is shorter than 0.35 mm. However, the fiber distribution may be different from that described above.
図２は、本発明の第２の実施例を示す。工程の始めは、図１に示すものと似ているが、３次リジェクト繊維パルプ等級 R3はリファイナ８にみちびかれ、さらに、スクリーン９へ導かれる。スクリーン９から得られた４次精製繊維パルプ等級 A4は、他の精製繊維パルプ等級 A1、A2およびA3と組み合わせるために導かれる。４次リジェクト繊維パルプ等級 R4は、リファイナ８の入口へと戻される。低いろ水度レベル、たとえば30 ml CSFのレベルを達成することが目的であるときは、この種の装置が必要である。 FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention. The beginning of the process is similar to that shown in FIG. 1, but the third reject fiber pulp grade R3 is drawn by the refiner 8 and further led to the screen 9. The quaternary refined fiber pulp grade A4 obtained from the screen 9 is led for combination with other refined fiber pulp grades A1, A2 and A3. The fourth reject fiber pulp grade R4 is returned to the refiner 8 inlet. This type of equipment is necessary when the aim is to achieve a low freeness level, for example a level of 30 ml CSF.
図３は、本発明の第３の実施例を示す。工程の始めは、図２に示すものと似ているが、 ４次リジェクト繊維パルプ等級 R4は、低濃度リファイナ LCに導かれる。低濃度リファイナ LCに導かれる繊維パルプ等級 R4の濃度は3〜5 %である。得られた精製繊維パルプ等級 A1、A2、A3、A4およびA5は組み合わせて混合されて、完成繊維パルプになる。 FIG. 3 shows a third embodiment of the present invention. The beginning of the process is similar to that shown in FIG. 2, but the 4th reject fiber pulp grade R4 is led to a low concentration refiner LC. The concentration of fiber pulp grade R4 led to low concentration refiner LC is 3-5%. The resulting refined fiber pulp grades A1, A2, A3, A4 and A5 are mixed and mixed into a finished fiber pulp.
図４は、本発明の第４の実施例を示す。スクリーン３から得られたリジェクト繊維パルプ等級 R1は、リファイナ４に導かれ、さらにスクリーン５へ導かれる。スクリーン５から得られたリジェクト繊維パルプ等級はリファイナ４の入口へと戻される。スクリーン５から得られた精製繊維パルプ等級 A2は工程から除去される。
FIG. 4 shows a fourth embodiment of the present invention. The reject fiber pulp grade R1 obtained from the
スクリーン３から得られた精製繊維パルプ等級 A1は、スクリーン10での再精製へと導かれる。スクリーン10から得られた精製繊維パルプ等級 A11は工程から除去される。スクリーン10から得られたリジェクト繊維パルプ等級 R11は、リファイナ11へ導かれ、さらにスクリーン12へと導かれる。スクリーン12から得られたリジェクト繊維パルプ等級 R12はリファイナ11の入口へと戻る。スクリーン12から得られた精製繊維パルプ等級 A12は工程から除去され、他の精製繊維パルプ等級 A11および A2と組み合わされる。
Refined fiber pulp grade A1 obtained from
図５は、本発明の第５の実施例を示す。スクリーン３から得られた精製繊維パルプ等級 A1が、スクリーン13での再精製へと導かれるという点以外では、この工程は、図１に示すものと似ている。スクリーン13から得られた精製繊維パルプ等級 A13、スクリーン５から得られた精製繊維パルプ等級 A2、およびスクリーン７から得られた精製繊維パルプ等級 A3が組み合わせて混合され、製紙工程での使用へと導かれる。スクリーン13から得られたリジェクト繊維パルプ等級 R13は、リジェクト繊維パルプ等級 R2およびR3と組み合わされて、組み合わされた繊維パルプはリファイナ６へと導かれる。
FIG. 5 shows a fifth embodiment of the present invention. This process is similar to that shown in FIG. 1 except that the refined fiber pulp grade A1 obtained from
工程で使用する木材原料は、どのような種類の木材でもよいが、通常は、針葉樹材であり、好ましくはトウヒ属であるが、たとえば、マツ属またはサザンパインも使用に適した木材原料である。トウヒ属を木材原料として使用し、木材チップを薬品で処理しないとき、エネルギー消費は約2.8 MWh/tであり、そのうち、約0.3 MWh/tは、各工程段階に適したように濃度を調整するために消費される。図１の工程によると、エネルギー消費は、叩解の第１段階で0.4〜1.2 MWh/tであり、叩解の第２段階で0.5〜1.8 MWh/tであり、叩解の第３段階で0.5〜1.8 MWh/tである。処理に必要なエネルギーは、トウヒ属に対するよりもマツ属に対する方が大きい。たとえば、サザンパインの処理には、トウヒ属よりも約1 MWh/t多いエネルギーが必要である。木材チップサイズの変化もエネルギー消費に影響する。上記のエネルギー消費値は、平均の大きさが21.4 mm、平均の厚さが4.6 mmである木材チップを試験精製した試験から得られたものである。 The wood raw material used in the process may be any kind of wood, but it is usually a softwood, preferably spruce, but for example, pine or southern pine is also a suitable wood raw material for use. . When spruce is used as a wood raw material and wood chips are not treated with chemicals, energy consumption is about 2.8 MWh / t, of which about 0.3 MWh / t is adjusted to a concentration suitable for each process step To be consumed. According to the process of FIG. 1, energy consumption is 0.4-1.2 MWh / t in the first stage of beating, 0.5-1.8 MWh / t in the second stage of beating, and 0.5-1.8 in the third stage of beating. MWh / t. The energy required for treatment is greater for the pine genus than for the spruce genus. For example, processing Southern pine requires about 1 MWh / t more energy than Spruce. Changes in wood chip size also affect energy consumption. The above-mentioned energy consumption values are obtained from a test in which wood chips having an average size of 21.4 mm and an average thickness of 4.6 mm are tested and refined.
叩解の濃度と実質的に同じ濃度で精製を行うスクリーンを用いて、繊維パルプの製造を行う上記の工程を実施することも可能である。この場合、エネルギー消費は、より低くなるであろう。なぜならば、濃度を調整するために使うエネルギー量だけ節約するからである。 It is also possible to carry out the above-described step of producing fiber pulp using a screen that performs purification at substantially the same concentration as the concentration of beating. In this case, energy consumption will be lower. This is because it saves only the amount of energy used to adjust the density.
以下では、実施例を用いて、本発明をさらに詳細に説明する。実施例で与えられる試験結果は、以下に示す試験方法を用いて得られた。
坪量 SCAN-C28:76/SCAN-M8:76
厚さ SCAN-P 7:96
嵩 SCAN-P 7:96
填料の量 SCAN-P 5:63
引張強さ SCAN-P 38:80
伸び SCAN-P 38:80
引裂き抵抗 SCAN-P 11:96
曲げこわさ SCAN-P 29:95
曲げ長さ mod. ASTM:D 1388-96
結合強度 TAPPI Useful Method 403
(RD装置に対する指示)
ISO 白色度 SCAN-P 3:93
D65 白色度 SCAN-P 66:93
不透明度 SCAN-P 8:93
透気度 SCAN-P 19:78
PPS 粗さ SCAN-P 76:95
光沢 (%) 75度 T 480
実施例１
本発明による塗工印刷用紙の製造時に、カレンダ試験を、OptiLoad(商標) カレンダを用いて行った。ニップ圧は500 kN/mであった。６ロールカレンダをサンプル１に用い、８ロールカレンダをサンプル2〜4に用いた。カレンダの温度は、サンプル２のカレンダ中は110℃、サンプル３のカレンダ中は125℃、そしてサンプル３のカレンダ中は140℃にカレンダがなるように調整した。サンプルについて測定した特性は表１に示す。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail using examples. The test results given in the examples were obtained using the test methods shown below.
Basis weight SCAN-C28: 76 / SCAN-M8: 76
Thickness SCAN-P 7:96
Bulk SCAN-P 7:96
Amount of filler SCAN-P 5:63
Tensile strength SCAN-P 38:80
Elongation SCAN-P 38:80
Tear resistance SCAN-P 11:96
Bending stiffness SCAN-P 29:95
Bending length mod. ASTM: D 1388-96
Bond strength TAPPI Useful Method 403
(Instruction for RD device)
ISO whiteness SCAN-P 3:93
D65 Whiteness SCAN-P 66:93
Opacity SCAN-P 8:93
Air permeability SCAN-P 19:78
PPS roughness SCAN-P 76:95
Gloss (%) 75 degrees T 480
Example 1
During the production of the coated printing paper according to the present invention, a calendar test was performed using an OptiLoad ™ calendar. The nip pressure was 500 kN / m. A 6-roll calendar was used for sample 1 and an 8-roll calendar was used for samples 2-4. The calendar temperature was adjusted to 110 ° C. in the
本発明による塗工印刷用紙の特性と従来技術の塗工印刷用紙の特性とを比較した。この表中で比較したサンプルの坪量は実質的に同じであった。特性は、表２〜表４に示す。
The characteristics of the coated printing paper according to the present invention were compared with those of the prior art coated printing paper. The basis weights of the samples compared in this table were substantially the same. The characteristics are shown in Tables 2 to 4.
以下では、１つの繊維パルプ等級を示す。それから、本発明による印刷用紙を作ることができる。その繊維パルプ等級について、その特性は表５に示し、非配向シートの特性は表６に示す。これは、ラボラトリで作られた。
In the following, one fiber pulp grade is shown. Then, a printing paper according to the present invention can be made. The properties of the fiber pulp grade are shown in Table 5, and the properties of the non-oriented sheet are shown in Table 6. This was made in the laboratory.
本発明は上記のものに限定されない。特許請求の範囲内で変更できる。パルプ等級が、優れた強さ値と結合性を有するようにパルプ等級を精製する限りにおいて、印刷用紙を製造するために繊維分布を変えたパルプ等級を使用することができる。本発明の主要な考えは、ある印刷用紙等級を、紙の全繊維量の少なくとも90 重量％が機械パルプである印刷用紙を用いて、置き換えるということである。 The present invention is not limited to the above. Changes may be made within the scope of the claims. As long as the pulp grade is refined so that it has excellent strength values and binding properties, pulp grades with varying fiber distributions can be used to produce printing paper. The main idea of the present invention is to replace a certain printing paper grade with a printing paper in which at least 90% by weight of the total fiber content of the paper is mechanical pulp.
Claims (3)
該サーモメカニカルパルプは、Bauer-McNettスクリーンで規定したときに、繊維の40〜50 %は、スロットの大きさが16メッシュおよび28メッシュであるスクリーンを通過せず、繊維の15〜20 %は、前記16メッシュおよび28メッシュのスクリーンを通過するが、スロットの大きさが48メッシュおよび200メッシュであるスクリーンを通過せず、繊維の35〜40 %は、前記48メッシュおよび200メッシュのスクリーンを通過することを特徴とする塗工印刷用紙。In a coated printing paper comprising mechanical pulp, having an opacity of at least 89%, a whiteness of at least 65%, and a surface roughness not exceeding 4.5 μm, the paper comprises at least 90% by weight of the total fiber content of the paper Including thermomechanical pulp (TMP),
The thermomechanical pulp, as defined by the Bauer-McNett screen, does not pass 40-50% of the fiber through a screen with slot sizes of 16 and 28 mesh, and 15-20% of the fiber While passing through the screen of the 16 mesh and 28 mesh, the size of the slot does not pass through the screen is 48 mesh and 200 mesh, 35% to 40% of the fibers pass through the screen of the 48 mesh and 200 mesh Coated printing paper characterized by that.
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